doi: 10.15389/agrobiology.2024.6.1118rus
УДК 636.082.12:575
Авторы выражают искреннюю благодарность к.б.н. Ларисе Михайловне Федоровой за интерес, проявленный к работе, плодотворную дискуссию и полезные советы при подготовке статьи к опубликованию.
ПОТЕНЦИАЛЬНЫЕ ИСТОЧНИКИ НЕГАТИВНЫХ ЭФФЕКТОВ ГЕННОГО РЕДАКТИРОВАНИЯ У ЖИВОТНЫХ
Г.Ю. КОСОВСКИЙ, О.И. СКОБЕЛЬ, Т.Т. ГЛАЗКО ✉
Генное редактирование получает все более широкое распространение при работе с животными сельскохозяйственных видов. В то же время ограниченное число генов и признаков —мишеней редактирования позволяет предполагать необходимость создания методов прогноза как желательных, так и неблагоприятных последствий использования этого подхода, связанных с особенностями выбранных генов-мишений. С этой целью в настоящей работе выполнено сравнение эволюционной консервативности генетического сцепления с генами-соседями у трех генов: тканеспецифичного гена миостатина (MSTN), наиболее широко используемого для увеличения скорости прироста живой массы (A.V. Ledesma, A.L. Van Eenennaam, 2024); гена рецептора лептина (LEPR), экспрессирующегося в разных тканях и влияющего на энергообмен и рост животных (X. Wang с соавт., 2022), и гена одного из членов суперсемейства гликозилирующих ферментов N-ацетилгалактозаминилтрансфераз (GALNT17), ассоциированного с социальным поведением животных (C.Y. Chen с соавт., 2022) и входящего в хроматиновую петлю у человека с двумя другими регуляторно связанными генами, из которых один кодирует кальций-связывающий белок 8 (CALN1, calneuron 1), другой — активатор транскрипции AUTS2 (autism susceptibility gene 2) (N. Gheldof с соавт., 2013). Генное редактирование LEPR и GALNT17 (в отличие от MSTN) сопровождалось высокой смертностью животных (K.A. Pennington с соавт, 2022; C.Y. Chen с соавт., 2022). У LEPR и GALNT17 в отличие от MSTN выявлены эволюционно консервативные генетические сцепления с рядом соседних генов у представителей млекопитающих, птиц и пресмыкающихся, что увеличивает вероятность плейотропных эффектов редактирования LEPR и GALNT17. По-видимому, для снижения таких эффектов при выборе мишеней редактирования необходимо избегать генов с экспрессией в большом числе тканей и/или вовлеченных в сигнальные системы, как в случае LEPR, а также входящих в эволюционно консервативные генные блоки, как GALNT17.
Ключевые слова: генное редактирование, животные сельскохозяйственных видов, сигнальные сети, генетическое сцепление, плейотропные эффекты.
POTENTIAL SOURCES OF NEGATIVE EFFECTS OF GENE EDITING IN ANIMALS
G.Yu. Kosovsky, O.I. Skobel, T.T. Glazko ✉
Gene editing is becoming increasingly widespread in work with farm animals. However, the limited number of genes and traits used as editing targets suggests the need to develop methods for predicting the negative effects of this method, associated with the characteristics of the selected target genes. In this purpose, in the present work, we compared the evolutionary conservation of synteny and is tissue-specific and most widely used to increase the rate of live weight gain (A.V. Ledesma, A.L. Van Eenennaam, 2024). The leptin receptor gene (LEPR) is expressed in different tissues and affects energy metabolism and growth of animals (X. Wang et al., 2022). The gene GALNT17 encodes a member of the glycosylating enzyme superfamily of N-acetylgalactosaminyltransferases, and is associated with the social behavior of animals (C.Y. Chen et al., 2022). In humans, GALNT17 is configured into the chromatin loop with two other regulatory-related genes, encoding calcium-binding protein 8 (CALN1, calneuron 1) and transcription activator AUTS2 (autism susceptibility gene 2 protein) (N. Gheldof et al., 2013). Gene editing of LEPR and GALNT17, unlike MSTN, caused high mortality of animals (K.A. Pennington et al., 2022; C.Y. Chen et al., 2022). For LEPR and GALNT17, unlike MSTN, evolutionarily conservative genetic linkages with a number of neighboring genes are identified in mammals, birds and reptiles which increases the likelihood of pleiotropic effects of editing LEPR and GALNT17. Apparently, in order to reduce undesirable effects when choosing target genes for editing, it is necessary to avoid genes with expression in a large number of tissues, and involved in signaling networks like LEPR and in an evolutionarily conservative gene blocks as in case of GALNT17.
Keywords: gene editing, farm animals, signaling networks, genetic linkage, pleiotropic effects.
ФГБНУ НИИ пушного звероводства и кролиководства |
Поступила в редакцию |
